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Heating 第21届暖通空调制冷学术年会（2018）文集 供暖 设置地暖的高大中庭气流组织及舒适性研究 楚广明，荆 通，孙 燕 （山东建筑大学，山东250101 ） ［摘 要］本文以某中庭为研究对象，根据空间尺寸及空调设计参数，建立分层空调设计方案下的计算模 型。利用 FLUENT 软件，对分层空调设计方案在冬季工况下使用地暖时的气流组织和热舒适性进行数值模拟， 并对模拟结果进行分析。结果表明，无论在何种送风方式下，设置地暖有利于抑制热对流，可有效减小垂直温 度梯度，真正起到冬季分层空调的效果。从舒适性上来看，中间送风方式要优于双侧送风方式。 ［关键词］高大中庭；气流组织；地暖；热舒适 0 引言 1 高大中庭冬季分层空调 中庭一般是综合多种功能而形成的高大空间， 1.1 高大中庭空调负荷特点 它经常是贯穿多个楼层，并与各楼层间接或直接相 近年来，出现了越来越多的大型公共建筑，随 通。在中庭内，人们既可以享受到室内空间的空气 着建筑体积的不断增大，为确保其具有良好的使用 品质，又能感受到中庭营造出的一种室外空间特有 性，此类建筑多采用封闭式高大中庭的形式。由于 的开敞和自然环境。随着我国城市建设的进一步繁 此类建筑空间大，会在水平和垂直方向上产生温度 荣，中庭建筑不断出现，如商场、宾馆、商务办公 分布不均匀现象，一般会在空间上部、屋顶或其它 楼以及教学楼、图书馆等。作为建筑的核心公共空 局部区域形成比较严重的热量堆积。如何及时有效 间 —— 中庭，越来越受到人们的欢迎，对于大空间 地排除或者减轻这些堆积热量，减小其对下部空调 空调方式的研究也越来越受到人们的关注。高层建 区的影响，实现既保证人员的热舒适性要求，又最 筑的中庭高度一般达到数十米甚至上百米，其空间 大限度地节能，是高大中庭空调设计的一个难点。 体积大，内外扰因素众多，冷热负荷大，气流组织 高大空间的上部非工作区形成 了大量的冷热负 复杂，致使一般空调方式下的循环风量大、耗电量大， 荷，尤其是在冬季，由于热空气的浮力作用，整个 造成能源的大量浪费。 空间下冷上热，热量大部分消耗在大空间的上部， 从保证人体舒适度和空调节能两方面考虑，高 且下部工作区的供暖效果难以保证。从节约能源、 大空间一般采用“分层空调”的气流方式将空间隔 满足人员热舒适、降低空调系统初投资和运行费用 断为上下两部分，仅对下部工作区进行空调，而对 等方面考虑，在高大空间空调设计中广泛采用的空 上部区域只采用通风方式排出滞留的热空气，从而 调方式是分层空调，即仅使高大空间下部工作区域 达到节能的目的。据相关资料统计，此种空调方式 的空调参数满足设计要求。本文从速度场和温度场 和全室空调相比，大约可节省 15%~40% 的夏季冷量， 入手，分析空调送风与地面辐射供暖相结合的高大 而冬季能耗受系统形式影响较大。中庭主要通过“温 中庭气流组织及 PPD 和 PMV 分布，探讨高大中庭 室效应”和“烟囱效应”来调节室内气候环境。温 冬季分层空调方式。 室效应对中庭的影响是双面的，冬季起积极作用， 分层空调一般采用中部送风，下部回风的气流 夏季起消极作用；而烟囱效应则反之。对这两种效 组织方式，以送风口高度处的水平面为分层面，分 应利用得当能够有效地节约空调能耗，否则不但造